JP2006324447A - 不揮発性記憶素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 下部電極2、金属酸化物3、絶縁膜5、及び、上部電極4を順次積層した構造を有する。下部電極2と上部電極4の間に電気的ストレスを印加することで、下部電極2と上部電極4の間の電気抵抗特性が可逆的に変化する。金属酸化物3の界面トラップに保持された電荷が、トラップバリアとして機能する絶縁膜5によりデトラップする確率が低減する。
【選択図】 図1
Description
t=τ0×exp{Ea/(kBT)}
2: 下部電極
3: 金属酸化物
4: 絶縁膜
5: 上部電極
6: 層間絶縁膜
7: コンタクトホール
8: 配線層
10: 本発明に係る不揮発性記憶素子
11: 従来の可変抵抗型の不揮発性記憶素子
Claims (14)
- 下部電極、金属酸化物、絶縁膜、及び、上部電極を順次積層した構造を有してなり、
前記下部電極と前記上部電極の間に電気的ストレスを印加することで、前記下部電極と前記上部電極の間の電気抵抗特性が可逆的に変化することを特徴とする不揮発性記憶素子。 - 前記金属酸化物がペロブスカイト型結晶構造を有することを特徴とする請求項1に記載の不揮発性記憶素子。
- 前記金属酸化物が導電性金属酸化物であることを特徴とする請求項1または2に記載の不揮発性記憶素子。
- 前記金属酸化物が多結晶構造であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の不揮発性記憶素子。
- 前記金属酸化物が、Pr0.7Ca0.3MnO3、Pr0.5Ca0.5MnO3、Nb−SrTiO3、及び、PbTiO3の何れか1つであることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の不揮発性記憶素子。
- 前記絶縁膜の膜厚が10nm以下であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の不揮発性記憶素子。
- 前記絶縁膜が、AlO、SiO2、SiN、TiO2、及び、Ta2O5の何れか1つであることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の不揮発性記憶素子。
- 前記上部電極が遷移金属またはその化合物で構成されていることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の不揮発性記憶素子。
- 前記遷移金属がPtまたはTiであることを特徴とする請求項8に記載の半導体不揮発性記憶素子。
- 前記絶縁膜と前記上部電極が同じ金属元素を含む請求項1〜9の何れか1項に記載の不揮発性記憶素子。
- 請求項1〜8の何れか1項に記載の不揮発性記憶素子の製造方法であって、
前記上部電極として水素還元触媒作用を有する金属を用い、
前記下部電極、前記金属酸化物、前記絶縁膜、及び、前記上部電極を順次成膜して、成膜した各層をパターン加工した後、水素アニールを行うことを特徴とする不揮発性記憶素子の製造方法。 - 請求項1〜10の何れか1項に記載の不揮発性記憶素子の製造方法であって、
前記金属酸化物の前記下部電極側の一部膜厚部分を第1酸素分圧で成膜し、
前記金属酸化物の前記絶縁膜側の残部膜厚部分を前記第1酸素分圧より低い第2酸素分圧で成膜することを特徴とする不揮発性記憶素子の製造方法。 - 前記金属酸化物の前記下部電極側の一部膜厚部分を第1酸素分圧で成膜し、
前記金属酸化物の前記絶縁膜側の残部膜厚部分を前記第1酸素分圧より低い第2酸素分圧で成膜することを特徴とする請求項11に記載の不揮発性記憶素子の製造方法。 - 前記絶縁膜をALD法により成膜することを特徴とする請求項11〜13の何れか1項に記載の不揮発性記憶素子の製造方法。
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